• 한국항해항만학회지
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• 제44권3호
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• pp.158-165
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• 2020

해상등부표는 선박 통항의 안전을 위해 필요한 시설로 파손 및 유실되는 경우 예상치 못한 예산 지출뿐 아니라 등부표 운용이 불가능해짐에 따라 선박 통항 안전에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 해역의 교통흐름을 반영할 수 있는 해상교통평가지표를 적용하여 등부표 접촉사고의 위험성을 평가하고자 한다. 이를 위하여 평가대상 해역을 등부표 설치기수가 많고 등부표 접촉사고가 많이 발생하는 부산항 제5항로로 설정하고, 대상해역의 등부표 접촉사고 현황을 조사했다. 그리고 해상교통평가지표로 사용될 수 있는 해상위험평가도구인 IALA Waterway Risk Assessment Programme(IWRAP MkII)와 Potential Assessment of Risk Model(PARK Model)를 활용하여 등부표 접촉사고 발생의 위험성을 평가했다. 그 결과, 마산항 입출항 선박과 부산항신항 입출항 선박으로 교통흐름이 복잡한 경계해역 인근에 위치한 등부표와 항로를 따르지 않는 선박들이 항로를 가로지르는 운항패턴을 보이는 가덕수도 입구 인근에 위치한 등부표, 부산항신항 내항항로의 방파제 인근에 위치한 등부표가 접촉사고 위험성이 큰 것으로 평가되었다. 본 연구는 등부표 사고 위험성을 평가할 수 있는 통합 모델을 만드는 기초 자료로 활용될 수 있으며, 추후에 다양한 해역의 접촉사고 위험성을 평가하고, 미래교통량을 추정·적용하여 등부표 신설 시 안전한 등부표 설치 위치를 선정할 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권1호
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• pp.10-17
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• 2023

최근 자율운항선박 개발을 위한 연구가 국내외에서 추진 중에 있다. 자율운항선박 개발에서 핵심기술 중 하나는 항로추종인데, 항로추종은 선박의 안전성 확보에 중요하기 때문에 자율운항선박 설계 시 사전평가 해야 한다. 본 연구의 목적은 자율운항선박 설계 시 항로추정성능의 시각적 및 정량적 평가기법을 개발하기 위한 것이다. 이 평가기법은 전산유체역학 기반의 자유 항주 모델과 LOS(Line-of-Sight) 알고리즘을 연계하여 개발하였다. 평가기법 중, 시각적 평가는 항로추종 중인 선박에 의해 생성되는 파계를 전산유체역학 소프트웨어를 이용하여 가시화하여 평가하고, 정량적 평가는 목표 선수방위각과 추정 선수방위각 사이의 차이 값과 계획항로와 추종항로 사이의 거리 차이 값을 이용하여 평가하였다. 항로추종성능 평가 결과, 항로추종 중 변침지점 부근에서 항로이탈편차가 크게 발생함을 알았고, 또한 선박 주위 유동의 시각화를 통해 선박 주위 유체 현상을 쉽게 파악할 수 있었다. 본 연구에서 제안한 평가기법은 자율운항선박 설계 시 항로추정성능 평가에 관한 시각적 및 정량적 평가에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국항해학회지
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• 제25권4호
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• pp.381-391
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• 2001

Marine Casualties cause the loss of hmm lives, properties and marine pollution. The prevention of marine accidents has been a major topic in marine society and various policies and countermeasures have been developed, applied to the industries. The coastal VTS and navigational aids are considered as one of the effective methods to promote marine safety but they need relatively huge amount of budgets to build. Thus prior to establishing these coastal VTS and navigational aids, it should be evaluated the navigational safety level in the coastal waterways in concern. So far as human beings are concerned, there are many types of fuzziness in the evaluation of navigational safety level. In order to reflect these fuzziness on this evaluation, this paper introduces the fuzzy measure and integral to represent the fuzziness in the evaluation process. Therefore this paper aims to develop the method for this evaluation using the fuzzy measure and integral. In this paper, Korean coastal area is divided into 8 sectors and evaluated the priority for the needs of coastal VTS and navigational aids. The results are found as order as Mokpo, Yosu, Pohang, Busan, Inchon, Geoje, Gunsan, Donghae coastal area.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권3호
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• pp.145-150
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• 2020

대형 LNG 선박의 선체 운동은 선박의 안전에 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 153,000 ㎥ 급 대형 LNG 선박의 선체 운동 중에서 롤 운동에 대한 전달함수를 추정하기 위한 것이다. 단일-입력과 단일-출력 그리고 시스템 전달함수를 갖는 선형 시 불변(Linear Time-Invarient) 시스템을 이용하여 선체 운동 전달함수를 모델링 하였다. 모델의 입력으로 단일 해양파를 이용하고, 모델의 출력으로는 ANSYS를 통해서 획득한 LNG 선박의 롤 운동을 이용하여 시스템 식별법을 기반으로 선체 운동의 전달함수를 추정하였다. 실험 결과의 유용성은 전달함수 차원이 서로 다른 경우에 대한 모델의 안정도와 추정률을 이용하여 평가하였다. 실험 결과 안정도는 99%와 98%로 나타나고, 추정률은 78%와 50%로 나타났다. 이러한 결과로부터, 본 연구에서 제안한 선체 운동 전달함수 추정 방법이 타당함을 알았다. 향후, 실제 해상에서 운항 중인 선박의 선체 운동 데이터를 획득하여 다중-입력 그리고 다중-출력을 갖는 모델 구축에 적용하여 실용화를 추진할 예정이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권1호
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• pp.9-15
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• 2005

항만의 계획 및 개발단계에서 중요한 요소 중 하나는 항로의 설계이다. 대부분의 경우 수심이 확보되어 있는 수역이라면 항로의 설계의 핵심은 항로의 배치와 항로폭의 결정이 될 것이다. 본 연구에서는 가변범퍼영역모델을 이용하여 항로를 설계하고 평가한다 이 모델은 선박의 주요명세, 선박점용이론, 선박의 속력, 선박지휘자의 조선기술과 경험을 항로설계에 반영할 수 있으며, 특히 선박의 운동 및 조종특성에 영향을 주는 외력을 정확하게 반영할 수 있다. 이를 위해 선박조종자의 선박제어와 외력 등에 의해 생성되는 선박의 동적데이터를 분석하기 위해 전기능선박조종시뮬레이터를 이용하였으며, 항로의 적정성과 안전성을 평가하기 위해 점용도와 점용지수를 정의한다. 개발된 항로설계기법을 울산신항개발계획에 적용하였다. 이 계획에서 항로의 폭은 전장의 1.5배 중심교각 57도인 만곡부의 곡률반경은 전장의 5.0배로 설계하였으며, 항로부근에는 SBM이 위치하고 있다. 모델의 적용결과 항로의 폭과 곡률반경은 적절하지만, 대각도 변침과 항로부근에 위치한 SBM에 의해 선박조선상의 어려움이 야기되는 것으로 분석되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권6호
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• pp.369-376
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• 2019

선박이 제한수로를 운항할 때에는 기존 심수 및 천수 중을 운항하는 선박의 조종특성과 일반적으로 다르기 때문에 선박의 안전한 항해를 위해 달라지는 선박의 조종특성 추정이 중요하다. 본 연구에서는 제한수로를 운항하는 선박의 조종성능을 추정하기 위해 조종운동 방정식과 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 통한 유체력 미계수를 이용하여 조종성능을 추정하였다. 조종 수학 모델 중 선체, 프로펠러, 타를 분리하여 유체력을 모델링하는 방식인 모듈형(modular type) 모델에 제한수로의 영향을 고려하는 항을 추가하여 제한수로 중 조종성능을 추정 연구를 수행하였다. 제한수로 중 선체에 작용하는 유체력 미계수를 도출하기 위하여 상용 CFD 프로그램을 이용한 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 수행하였다. 최종적으로 제한수로 중 직진 시뮬레이션과 Zig-zag 시뮬레이션을 수행하여 제한수로의 영향이 고려된 조종 시뮬레이션을 수행하였다. 특히 선박의 침로 안정성능을 평가하기 위해 Zig-zag 시험을 수행하는데, 측벽으로 인한 선박 주위의 비대칭 유동이 좌현과 우현에 압력차이를 발생시켜 선박의 궤적에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.574-583
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• 2021

해운 시황을 예측하는 것은 중요한 문제이다. 투자 방식의 결정, 선대 편성 방법, 운임 등을 결정하기 위한 판단 근거가 되며 이는 기업의 이익과 생존에 큰 영향을 미치기 때문이다. 이를 위해 본 연구에서는 기계학습 모델인 장단기 메모리 및 간소화된 장단기 메모리 구조의 Gated Recurrent Units를 활용하여 컨테이너선의 해상운임 예측 모델을 제안한다. 운임 예측 대상은 중국 컨테이너 운임지수(CCFI)이며, 2003년 3월부터 2020년 5월까지의 CCFI 데이터를 학습에 사용하였다. 각 모델에 따라 2020년 6월 이후의 CCFI를 예측한 후 실제 CCFI와 비교, 분석하였다. 실험 모델은 하이퍼 파라메터의 설정에 따라 총 6개의 모델을 설계하였다. 또한 전통적인 분석 방법과의 성능을 비교하기 위해 ARIMA 모델도 실험에 추가하였다. 최적 모델은 두 가지 방법에 따라 선정하였다. 첫 번째 방법으로 각 모델을 10회 반복 실험하여 얻은 RMSE의 평균값이 가장 작은 모델을 선정하는 것이다. 두 번째 방법으로는 모든 실험에서 가장 낮은 RMSE를 기록한 모델을 선정하는 것이다. 실험 결과 전통적 시계열 예측모델인 ARIMA 모델과 비교하여 딥러닝 모델의 정확도를 입증하였으며, 정확한 예측모델을 통해 운임 변동의 위험관리 능력을 제고시키는데 기여했다. 반면 코로나19와 같은 외부 효과에 따른 운임의 급격한 변화상황이 발생한 경우, 예측모델의 정확도가 감소하는 한계점을 나타냈다. 제안된 모델 중 GRU1 모델이 두 가지 평가 방법 모두에서 가장 낮은 RMSE(69.55, 49.35)를 기록하며 최적 모델로 선정되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.191-193
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• 2016

인적오류 예방은 해양사고 예방에 가장 중요한 이슈로 현재 인식되고 있다. 현재 이러한 인적오류를 예방하기 위한 다양한 과학적인 기법들이 등장하고 있으나, 실제 인적오류를 예방할 수 있는 기법은 아직 개발되어 있지 못한 실정이다. 그 이유는 인적오류의 발생 원인과 특징이 사람을 대상으로 하기 때문에 실로 방대하고 원인식별이 어려우며, 원인과 결과 사이의 인과관계 구축에는 한계가 있기 때문이다. 기존 개발된 다양한 기법들은 이론적으로는 완벽할 수 있으나, 실제 방대한 원인과 결과 사이에 형성된 연계체인을 모두 흡수하기가 곤란하기 때문이다. 현재 IMO의 공식안전성평가(FSA) 기법이 해상분야에 널리 적용되고 있으나 구체적으로 어떠한 기법을 적용하여 인적오류를 적용할 수 있는지에 대해서는 아직도 애매모호한 실정이다. FTA, ETA, FEMA, SWIFT 등 다양한 분석기법의 등장과 AI, Fuzzy, MMC, Kalman 등 기초과학분야의 기본적인 이론과 기술을 적용할 수 있으나 인간의 인적오류 식별과 분석 및 평가와 예측에는 한계가 있는 것이 현재의 실정이다. 한편 최근에는 기존에 많은 문제점을 내포하고 있는 것으로 고려되었던 베이지안 네트워크(Bayesian Network, BN)가 다시 분석과 예측 분야에 등장하고 있는데, BN의 장점을 수용하고 단점을 해결할 수 있는 방법들이 연구되고 있기 때문이다. BN의 장점은 전방추론과 후방추론을 적용하여 사고의 원인과 결과를 분석한 후, 이에 대한 해결 방안을 식별할 수 있기 때문이다. BN의 단점은 이진(binary) 구조의 데이터만을 수용할 수 있기 때문에 상관 변수들이 방대한 경우 계산시간이 방대해지고 이를 모두 수용할 수 있는 방법이 없기 때문이다. 따라서 BN 구조를 어떻게 설계하는냐가 최근의 이수로 등장하고 있다. 본 연구에서는 이러한 제 문제점을 고찰하고 인적오류 모델 개발에 최적인 방법 또는 기술을 모색하는데 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권3호
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• pp.87-94
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• 2021

국제해사기구의 연료유 황 함유량 제한 등, 세계적으로 강화되고 있는 환경규제로 LNG를 선박 연료로 사용하는 연구 및 사업이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기본설계 되어 있는 부유식 벙커링 터미널(FLBT, Floating LNG bunkering terminal)을 대상으로, STS LNG 하역 작업을 위해 접안 하는 과정을 수치 시뮬레이션으로 평가하였다. 수치해석에서는 예인선이 대상선박을 밀 경우 이를 가상의 펜더로 가정하였으며, 당길 때는 HMPE 로프 특성을 적용하였다. 해석에는 파랑, 조류, 바람 1년 재현 확률의 해상조건을 적용하였다. 수치모델은 선행 모형시험 결과로부터 조정되어 정확한 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 해석 결과 LNG선은 대부분의 1년 환경조건에서 안전한 접안이 가능하였다. 파랑 방향에 따라 안정성의 차이가 큼으로 FLBT의 Heading control 기능을 적용하여 횡파를 피한다면 더욱 안정적인 운용이 가능할 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.266-274
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• 2021

해기사의 과도한 직무스트레스는 신체적, 정신적으로 부정적인 영향을 미치며, 이로 인한 이직은 원활한 해기인력 수급에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 해기사의 체계적인 직무스트레스 측정 및 관리를 위한 도구로써 모바일 웹 애플리케이션을 개발하고 품질평가를 통하여 검증하였다. 애플리케이션의 개발은 전통적인 소프트웨어 개발 방식인 Waterfall 모델에 따라 수행되었다. 요구분석 단계에서는 현직 해기사 및 해상직원 인사담당자 각 5명을 대상으로 Brain Storming을 실시하고 그 결과를 설계에 반영하였다. 설계 및 개발 단계에서는 요구사항 분석 결과를 바탕으로 애플리케이션을 설계하고, JSP와 Spring Framework를 활용하여 기능을 구현하였다. 애플리케이션의 작동 Test를 수행한 결과 사용자 인터페이스에서 입력한 직무스트레스, 정신건강, 진로적응성 등 입력 데이터에 따른 정상적인 출력 결과가 도시되었으며, 관리자 인터페이스에도 응답자의 입력 결과가 정상적으로 도시되고, 데이터베이스로 구성됨을 확인하였다. 요구사항 분석 참여 집단을 대상으로 ISO/IEC 9126-2 메트릭 기반의 5점 척도 품질평가를 시행한 결과 사용자 인터페이스 4.70점, 관리자 인터페이스 4.72점으로 유의한 결과가 도출되었다. 본 연구를 통해 개발한 애플리케이션은 사용자 요구를 반영한 지속적인 개정 및 보완이 필요하며, 향후 수집된 Data의 분석 및 활용을 위한 시스템 구축에 관한 연구가 필요하다.